杂说生活中的镁

　　镁是一种活泼的金属，容易在空气中燃烧—镁与氧气迅速反应， 生成氧化镁。在这个过程中， 镁原子失去两个电子， 形成正二价的镁离子， 而氧原子得到两个电子， 形成负二价的氧离子。由于镁离子与氧离子都是二价的，且镁离子半径很小， 根据库仑定律， 这两种离子之间的引力很大， 因此氧化镁的熔点非常高， 达到 2852℃，是一种非常好的耐火材料。

　　不过， 离我们生活最近的镁离子就在每天喝的水里。饮用水的水源不外乎两类， 一类是地面水，另一类是地下水。人们常说地下水比较“硬”。那么，水“ 软” 和水“ 硬” 的标准是什么呢？ 简单地说，就是看水中的钙离子和镁离子的含量， 含量少的是软水，含量多的是硬水。

　　镁离子和钙离子都是带正电荷的离子， 水本身是电中性的。也就是说，水中一定还有带负电荷的离子。一般情况下， 碳酸氢根离子就是一类这样的负离子。它是空气中的二氧化碳溶解在水里所形成的。当我们烧开水的时候，随着温度的升高， 二氧化碳在水里越来越少， 碳酸氢根离子就容易变成碳酸根离子， 并与钙离子和镁离子结合成溶解度很小的碳酸钙和碳酸镁沉淀下来， 这就是水垢的主要成分。一般情况下， 水垢多的水， 就是硬水。那么，硬水对人的身体健康有没有危害呢？

　　我们都知道， 钙离子对人体是有益的。我们常吃的不少种类的钙片， 其成分就是碳酸钙。作为同一族的元素， 镁与钙的化学性质非常相近， 在人体生物化学中的作用也基本相似。只是镁离子比钙离子小， 在一些分子间作用与离子半径有关的场合，两者才能够显示出明显的不同。所以，镁与钙一样，都是人体必需的重要的营养元素。

　　镁元素对于骨骼和牙齿的形成有重要的作用，是骨骼和牙齿的组成部分，人体中的镁60% ～ 65% 存在于骨骼和牙齿中。镁离子作为酶的激活剂， 参与数以百计的酶促反应，糖类、脂肪、蛋白质和核酸等生物物质的代谢过程都需要镁离子的参与。镁离子与钙、钾等离子协同，维持神经、肌肉的兴奋性。血液中镁离子的含量低，神经、肌肉的兴奋性增高；反之，则有镇静作用。

　　正因为镁元素是人体必需的营养元素，所以，水里面有一些镁离子也是有益的，在烧水的时候出现一些水垢也没有什么关系。

　　一般来说，地下水（包括绝大多数真正的矿泉水） 都是比较硬的。有人认为由地下提取的自来水太硬， 有水垢， 要用矿泉水代之， 这是很可笑的。因为把矿泉水烧开， 也一定有水垢， 只是人们喝矿泉水不会烧开而已。另外， 水垢中实际上并不只有碳酸钙和碳酸镁， 即使是合格的水源， 有时也会有极少量的其他重金属离子。这些重金属离子日久天长沉积在水垢中， 含量就有可能会增加， 再加上水垢还会影响烧水的热效率， 所以水垢还是要及时清除。对于工业锅炉， 过多的水垢可是个大问题，会堵塞管道甚至会引起爆炸， 工业锅炉用水需要专门加以软化。

　　当然， 水中的钙离子和镁离子并不是人体主要摄入途径， 主要途径还是食物。作为人体必需的营养元素， 镁元素有一个摄入量的问题。中国营养学会建议， 成年男性每天的摄入量为350 毫克，成年女性为300 毫克，孕妇以及哺乳期女性为450 毫克。镁元素广泛存在于植物性食物中， 在动物肌肉和内脏中也较多。与影响钙元素的摄入一样， 草酸也影响镁元素的摄入。动物性食物中镁的利用率较高， 植物性食物中镁的利用率则较低。

　　在植物中， 镁离子起到特别重要的作用。众所周知， 动物包括我们人类之所以能够生存， 主要是因为有植物作为直接或间接的食物。植物的生长则是因为它们能够进行光合作用。光合作用把水和空气中的二氧化碳结合成葡萄糖和其他有机物，这是一个需要能量输入的反应，这个天然能量就是阳光。在这个反应中吸收阳光的关键分子就是叶绿素。叶绿素的分子结构中包括四个吡咯构成的卟啉环，四个吡咯与中间的镁离子结合。

　　可以说，没有叶绿素，地球上就没有如今天这样的生物圈。从这个意义上来说， 镁是形成地球生物圈最重要的元素之一。

　　由于每人每天所需要的镁量并不算多， 只要正常饮食， 人们就不需要特别补充含镁制剂。

　　民间用来点豆腐的卤水， 就以氯化镁为主要成分。氯化镁这种电解质使得豆浆中的大豆蛋白变性而沉淀， 挤压出去一些水分后就成了豆腐。过多摄入卤水是有害的， 不过点豆腐时并不需要很多卤水，而我们每次也不可能吃特别多的豆腐， 所以不用担心吃豆腐引起卤水中毒。

　　卤水也叫苦卤、盐卤，一般指由海水等咸水制盐时所残留的母液， 主要成分是氯化镁、硫酸镁以及氯化钠的混合物。这些化合物都溶解在海水里， 海水经日晒因水分蒸发而浓缩， 氯化钠的溶解度比较小，所以先结晶出来。氯化镁和硫酸镁的溶解度比较大，仍然停留在海水里，所以残留下的母液里， 氯化镁、硫酸镁的含量就高了。

　　为什么氯化钠溶解度小而氯化镁溶解度大呢？原来， 镁离子带两个正电荷， 所谓两个正电荷的意思就是缺少两个电子。水中的氧原子正好有两对“孤电子对”。这样， 一个镁离子与一个氧原子相互吸引， 一个二价正离子相对一对孤电子对， 一对一，没有“ 第三者”， 镁离子就特别“亲水”了。

　　过去的食用盐是大颗粒的海盐， 没有经过重结晶深加工， 其中会含有一些氯化镁。家里的盐放在盐罐里， 时间一长， 空气中的水分会被氯化镁吸收而溶解，盐罐里就“出水” 了。这是氯化镁的潮解作用。顺便说一下， 钙离子也有相似的性质。所以，氯化镁、氯化钙都可以作为干燥剂， 来吸收空气中的水分， 以保持局部空间内的干燥。

　　我们看体育比赛， 体操运动员在比赛前，往往在手上和单、双杠上抹上一些雪白的“镁粉”，举重运动员也会在手上和杠铃的握杠上抹上“镁粉”。这种“镁粉”的成分是硫酸镁，由于镁离子与水比较“亲近”，硫酸镁的吸水性很强，能够吸收手上的汗水，使手保持干燥，同时也增加手与器械之间的摩擦力，不容易造成滑脱。

　　作为一种轻金属， 镁可以成为合金的一个重要组分， 与许多金属形成合金， 铝镁合金就是最重要的一种。镁的各种合金在国民经济建设和国防建设中都有非常重要的作用。这是镁的最重要用途。

　　【责任编辑】庞 云

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